ASTM B423 英科洛伊(Incoloy) 825(UNS N08825)无缝管道与管材标准

ASTM B423 英科洛伊(Incoloy) 825(UNS N08825)无缝管道与管材标准

ASTM B423 是镍铁铬钼铜合金(UNS N08825 和 N08221)无缝管道和管材的标准规范。该材料的商品名称为英科洛伊(Incoloy) 825。它是湿腐蚀环境的首选镍合金,在这些环境中 316L 不锈钢会失效,而英科耐尔 625 或哈氏合金 C-276 等更高镍合金又会过于昂贵。

该规范涵盖用于通用腐蚀工况的冷加工和热精整无缝管道和管材。它定义了 UNS N08825 和高钼 N08221 变体的化学成分、退火态和冷加工态的机械性能、尺寸公差、水压试验和产品标记。通用要求符合 ASTM B829。

英科洛伊(Incoloy) 825 管和管材按 ASTM B423 规定用于硫酸酸洗厂、磷酸蒸发器、油气酸性井、核燃料后处理设备、FGD 洗涤系统和海水冷却换热器。本指南涵盖 B423 的每个部分,从两种合金、其化学成分、热精整与冷加工状态之间的机械性能差异、公差到测试要求,使工程师和采购团队能够选定正确的英科洛伊(Incoloy) 825 产品。

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什么是 ASTM B423?

ASTM B423 是镍铁铬钼铜合金(UNS N08825 和 N08221)无缝管道和管材的标准规范。它隶属于 ASTM 有色金属及合金 B-2 委员会、精炼镍钴及其合金 B02.07 分委员会。

该合金含 38–46% 镍、19.5–23.5% 铬、2.5–3.5% 钼、1.5–3.0% 铜,铁为余量(最低 22%)。它既抵抗氧化性酸(通过铬),也抵抗还原性酸(通过钼和铜)。

由于加入了钼和铜,英科洛伊(Incoloy) 825 区别于英科洛伊(Incoloy) 800 系列合金(ASTM B407)。钼在氯化物环境中提供抗点蚀和抗缝隙腐蚀能力。铜增加对还原性酸(尤其是硫酸和磷酸)的抵抗力,而这些是 800/800H/800HT 无法应对的。

ASME 等效标准为 SB-423,列于 ASME 锅炉及压力容器规范第 II 卷 B 部分。按 ASTM B423 生产的材料可标注 SB-423 编号,用于化工厂、炼油厂和核设施中带规范钢印的压力设备。

ASTM B423 与 ASTM B407 对比

ASTM B423 和 ASTM B407 是由 ASTM International 发布的技术标准,定义了镍铁铬合金管道和管材的制造要求、化学成分、机械性能和工业应用。ASTM B407 适用于由合金 UNS N08800、N08810、N08811 和 N08120(通常称为英科洛伊(Incoloy) 800、800H 和 800HT)制成的无缝管道和管材,而 ASTM B423 涵盖合金 UNS N08825(英科洛伊(Incoloy) 825)和 UNS N08221。ASTM B407 规定的合金属于"800 系列",含相对较高的铁含量以及约 30–35% 镍和 19–23% 铬,提供强抗氧化和抗渗碳能力,并在最高约 1500°F(816°C)的温度下保持结构稳定性。下表阐明了区别。

参数 英科洛伊(Incoloy) 825(ASTM B423) 英科洛伊(Incoloy) 800H(ASTM B407)
合金体系 Ni-Fe-Cr-Mo-Cu Ni-Fe-Cr
镍, % 38–46 30–35
钼, % 2.5–3.5
铜, % 1.5–3.0 0.75 max
主要优势 耐腐蚀(湿酸、氯化物) 1100°F(593°C)以上的蠕变/断裂
最高使用温度(结构) ≤1000°F(540°C) 1800°F(982°C)
耐硫酸性 良好(所有浓度,中等温度)
ASTM 规范 B423 B407

ASTM B423 化学成分

下表列出了 ASTM B423 的化学成分要求。该成分经过精心控制,以确保在严苛环境中具有强耐腐蚀性和稳定性能。它主要包括镍、铬和铁,以及受控量的钼、铜、钛和碳,这些有助于改善强度、耐久性和抗氧化性。

牌号 UNS 编号 标准 碳C 锰Mn 磷P 硫S 硅Si 镍Ni 铬Cr 钼Mo 铜Cu 铁Fe 钛Ti 铝Al 钴Co 其他
英科洛伊(Incoloy) 825 N08825 B423 0.05 1.00 - 0.030 0.50 38.0–46.0 19.5–23.5 2.5–3.5 1.5–3.0 min 22.0 0.6–1.2 0.2 - -
英科洛伊(Incoloy) 825 改良型 N08221 B423 0.05 1.00 - 0.030 0.50 38.0–46.0 20.00-22.00 3.0–4.0 1.5–3.0 min 22.0 0.6–1.0 0.2 - -

ASTM B423 机械性能

下表列出了用于管道和管材应用的合金 UNS N08825 和 UNS N08221 的 ASTM B423 机械性能。这些性能包括最小抗拉强度 75–85 ksi(517–586 MPa)、屈服强度 25–35 ksi(172–241 MPa)和伸长率 30%。这些规定值确保 ASTM B423 材料在严苛工业环境中提供良好的强度、延展性和可靠的性能。

牌号 状态与尺寸 标准 抗拉强度
最小,MPa
屈服强度
最小,MPa
伸长率
最小,%
N08825热精整退火B42351717230
N08825冷加工退火B42358624130
N08221冷精整退火B42354523430

ASTM B423 公差

ASTM B423 公差规定了无缝镍铁铬合金管材在定义的外径尺寸范围内,外径、内径和壁厚的允许偏差,如下表所示。

标准 外径(D) 公差(MM) 壁厚(S) 公差 长度 公差
MM COMMON HIGH MM MM MM
B423
(冷拔管)
D<12.7 +0.13/0 ave. ±12.5% min: +25.0%/0 定尺
≤9.1m
+3.2/0
12.7≤D≤15.9 ±0.13
15.9<D≤38.1 ±0.13 ave. ±10.0% min: +20.0%/0
38.1<D≤76.2 ±0.25 ave. ±12.5% min: +22.0%/0
D<12.7 ±0.13 ave. ±12.5% min: +25.0%/0 定尺
>9.1m
+6.4/0
12.7≤D≤15.9 ±0.15
15.9<D≤38.1 ±0.19 ave. ±10.0% min: +20.0%/0
38.1<D≤50.8 ±0.25 ave. ±12.5% min: +22.0%/0
50.8<D≤76.2 ±0.38
B423
(热精整管)
19≤D≤38 +0.4/-0.8 公称壁厚:±12.5% 最小壁厚:+28.5%/0 OD<50.8: +3.2/-0
OD≥50.8: +4.8/-0
详情参见 B829
-
38.1<D≤102 ±0.8
102<D≤235 +1.6/-0.8
B423
(热加工管道)
25≤D≤48 ±0.38 公称壁厚:
+16%/-12.5%
最小壁厚:+28.5%/0 - -
如果您想了解更多产品详情,请联系我们!

ASTM B423 合金牌号

ASTM B423 涵盖两个 UNS 编号:N08825(英科洛伊(Incoloy) 825)和 N08221。N08221 的钼含量明显更高,为 5.0-6.5%,而标准 825 为 2.5-3.5%,提供显著增强的抗点蚀和耐还原性酸能力。英科洛伊(Incoloy) 825 无缝管是一种镍铁铬合金

UNS N08825

UNS N08825 是一种含钼和铜添加的镍铁铬合金,对混合酸和氯化物环境具有强抵抗力。镍可防止氯化物应力腐蚀开裂,而铬、钼和铜改善对氧化性和还原性酸的抵抗力。钛稳定化可防止晶间腐蚀,使其在焊接和高温工况中可靠工作。

了解更多 UNS N08825 材料

UNS N08221

N08221 是 825 的高钼变体,碳含量更低以增强耐腐蚀性。它在侵蚀性氯化物环境中提供优异的抗点蚀、抗缝隙腐蚀和耐沸腾硫酸能力。它规定用于标准 825 接近其性能极限的严重腐蚀性酸工况。

可供应的状态与表面处理

ASTM B423 附录 X2 描述了英科洛伊(Incoloy) 825 管道和管材的标准状态和表面处理。选择取决于应用是要求光亮表面(外径磨削、在保护气氛中退火)还是哑光表面(空气退火后酸洗)。

状态 工艺 表面处理 / 尺寸范围
冷加工、退火、外径磨削 冷拔、退火、外径磨削 光亮外径;如采用保护气氛则内径光亮;1/2–4 英寸(12.7–102 mm)外径
冷加工、退火、酸洗 冷拔、空气中退火、酸洗 暗哑光;1/2–6-5/8 英寸(12.7–168 mm)外径
热加工、退火(未酸洗) 热精整、退火 热加工形成的氧化表面,用于机加工件
热加工、退火(酸洗) 热精整、退火、酸洗 洁净表面;轻微缺陷处局部磨削
热加工、外径和内径机加工 热精整、退火、机加工 机加工至规定尺寸

测试与检验要求

ASTM B423 要求对每批进行化学分析、拉伸测试和水压试验。这些要求由镍及镍合金无缝管道和管材的通用规范 ASTM B829 管辖。

化学分析

每批(一炉)一次测试。如采购方要求,产品(核对)分析必须符合成分限值以及 ASTM B829 的核对分析公差。

拉伸试验

每批一次拉伸试验。一批为同一炉、同一公称尺寸(不含长度)和同一状态的所有材料。优先采用全管状试样。当无法进行全管状测试时,采用纵向条状或圆形试样。

水压试验

每根管道或管材按 P = 2St/D 计算的压力进行水压试验,不超过 1,000 psi(6.9 MPa)。纤维应力(S)值为:

制造商和采购方可协商以 1.5 倍计算压力进行测试。任何在测试中出现泄漏的管道或管材均被拒收。热成形质量材料免于机械和水压要求。

常见问题

  • 英科洛伊(Incoloy) 825 的 ASTM B423 与 ASTM B163 有什么区别?
    B423 涵盖用于通用腐蚀工况的英科洛伊(Incoloy) 825 无缝管道和管材;B163 专门涵盖冷凝器和换热器管。当专门为管壳式换热器或冷凝器管束采购管材时适用 B163。所有其他管道、工艺管材和输送管线适用 B423。化学和机械要求相似,但 B163 包含针对冷凝器的附加测试和表面状况要求。
  • 英科洛伊(Incoloy) 825 与 316L 不锈钢相比如何?
    英科洛伊(Incoloy) 825 含 42% 镍,而 316L 为 10%,使其在所有温度下对氯化物 SCC 免疫。825 对硫酸、磷酸以及热氯化物溶液中点蚀的抵抗力也明显更好。但 316L 成本约低 50–60%,在 140°F(60°C)以下的轻度氯化物环境中已足够。当氯化物 SCC、热酸腐蚀或含氯化物酸中的点蚀成为问题时,升级到 825 是合理的。
  • 英科洛伊(Incoloy) 825 能否承受盐酸?
    英科洛伊(Incoloy) 825 提供中等的耐盐酸性,在室温下可耐受约 1–2% 的 HCl,在最高 150°F(65°C)的温度下可耐受稀 HCl。对于浓 HCl 或热 HCl 工况,不推荐使用英科洛伊(Incoloy) 825。
  • 英科洛伊(Incoloy) 825 的最高使用温度是多少?
    对于腐蚀关键应用,英科洛伊(Incoloy) 825 通常限制在约 1000°F(540°C)。超过此温度后,该合金失去其耐腐蚀优势,且无法匹敌英科洛伊(Incoloy) 800H/800HT(ASTM B407)的蠕变强度。
  • ASTM B423 与 ASME SB-423 相同吗?
    ASME SB-423 是采纳入 ASME 锅炉及压力容器规范第 II 卷 B 部分(有色材料)的完全相同规范。当满足所有 ASME 要求时,按 ASTM B423 生产的材料可标注 SB-423 编号。这对于化工厂和炼油厂中带规范钢印的压力容器、换热器和管道系统是强制性的。
  • 英科洛伊(Incoloy) 825 使用何种焊接填充金属?
    匹配的填充金属为 GTAW 和 GMAW 用 ERNiFeCr-1(AWS A5.14)。对于与碳钢的异种接头,常用 ERNiCrMo-3(英科耐尔 625 填充金属)。不需要预热。层间温度应保持在 300°F(150°C)以下。由于钛稳定化可防止热影响区敏化,通常不需要焊后热处理(PWHT)。对于核电或关键腐蚀工况,可能规定在 1700–1800°F(925–980°C)进行固溶退火。
  • 英科洛伊(Incoloy) 825 能否抵抗应力腐蚀开裂?
    可以。42% 的镍含量使英科洛伊(Incoloy) 825 在所有温度和浓度下基本对氯化物 SCC 免疫,这是相对于 300 系列不锈钢的关键优势。镍含量低于 25–30% 的合金易发生氯化物 SCC。英科洛伊(Incoloy) 825 以宽裕的安全余量超过此阈值。按 NACE MR0175/ISO 15156,它在 H₂S 环境中还可抵抗硫化物应力开裂(SSC)。
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